Hydrotropism คืออะไร กลไกและความสำคัญ

Hydrotropism เป็นการตอบสนองของการเจริญเติบโตของพืชต่อความเข้มข้นของน้ำ คำตอบอาจเป็นบวกหรือลบ

ยกตัวอย่างเช่นรากเป็น hydrotropic เชิงบวกเนื่องจากการเจริญเติบโตของรากของพืชที่เกิดขึ้นต่อระดับความชื้นสัมพัทธ์ที่สูงขึ้น พืชสามารถตรวจจับสิ่งนี้ได้ในรากหมวกแล้วส่งสัญญาณไปยังส่วนที่ยืดออกของราก

hydrotropism เชิงบวกคือสิ่งที่สิ่งมีชีวิตมีแนวโน้มที่จะเติบโตต่อความชื้นในขณะที่ hydrotropism เชิงลบคือเมื่อสิ่งมีชีวิตเติบโตออกไปจากมัน

Hydrotropism เป็นรูปแบบหนึ่งของ tropism (เป็นการตอบสนองแบบตะวันออกของสิ่งมีชีวิตต่อสิ่งเร้า) โดดเด่นด้วยการเติบโตหรือการตอบสนองของการเคลื่อนไหวของเซลล์หรือสิ่งมีชีวิตต่อความชื้นหรือน้ำ

กลไกการทำงานของระบบ hydrotropism

ระดับของฮอร์โมนพืชที่เรียกว่าออกซินประสานงานกระบวนการของการเจริญเติบโตของรากนี้

ออกซินมีบทบาทสำคัญในการดัดรากของพืชลงไปในน้ำเพราะพวกมันทำให้รากด้านหนึ่งเจริญเติบโตเร็วกว่าอีกส่วนหนึ่งดังนั้นการงอราก

กระบวนการ hydrotropism นั้นเริ่มต้นจากรูทฮูดเพื่อดักจับน้ำและส่งสัญญาณไปยังส่วนที่ยืดออกของราก

Hydrotropism นั้นสังเกตได้ยากในรากใต้ดินเนื่องจากรากนั้นไม่สามารถสังเกตได้ง่าย

น้ำเคลื่อนที่ได้ง่ายในดินและปริมาณน้ำในดินมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาดังนั้นการไล่ระดับสีของความชื้นในดินจะไม่คงที่

ทำไม hydrotropism จึงมีความสำคัญต่อพืช

ความสามารถในการโค้งงอและการเติบโตของรากไปสู่การไล่ระดับความชื้นที่ hydrotropism ให้นั้นเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากพืชต้องการน้ำที่จะเติบโต น้ำพร้อมกับสารอาหารแร่ที่ละลายน้ำได้ถูกดูดซึมโดยขนราก

จากนั้นในพืชลำเลียงน้ำและแร่ธาตุจะถูกส่งไปยังทุกส่วนของพืชผ่านระบบการขนส่งที่เรียกว่า xylem

ระบบลำเลียงที่สองในพืชลำเลียงเรียกว่าต้นฟลอก โฟล์มยังมีน้ำไม่ใช่แร่ธาตุที่ละลายน้ำได้ แต่ส่วนใหญ่มีสารอาหารอินทรีย์ที่ละลายได้ในสถานที่

สิ่งนี้มีความสำคัญทางชีวภาพเนื่องจาก hydrotropism ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของพืชในระบบนิเวศ

ความเข้าใจผิดเกี่ยวกับ hydrotropism

1- Hydrotropism และการเจริญเติบโตของรากในพื้นที่ชื้น

การเจริญเติบโตของรากในพื้นที่ชื้นของดินมากกว่าในพื้นที่แห้งของดินมักจะไม่ได้เป็นผลมาจากการ hydrotropism

Hydrotropism ต้องการรากที่จะงอจากเครื่องอบแห้งไปยังพื้นที่เปียกชื้นของดิน รากต้องการน้ำที่จะเติบโตดังนั้นรากที่เกิดขึ้นในดินชื้นจะเติบโตและแตกแขนงมากกว่าดินแห้ง

2- การดูดซึมน้ำ

รากไม่สามารถรู้สึกถึงน้ำภายในท่อเหมือนเดิมผ่าน hydrotropism และจะต้องทำลายท่อเพื่อให้ได้น้ำ

3- ระยะทางที่จำเป็นสำหรับการดูดซึมน้ำ

รากไม่สามารถสัมผัสน้ำได้หลายฟุตผ่านไฮโดรโทรปิสซึ่มและเติบโตต่อไป

ในกรณีที่ดีที่สุด hydrotropism อาจทำงานในระยะทางสองมิลลิเมตร

การศึกษา Hydrotropism

การวิจัยเกี่ยวกับ hydrotropism ส่วนใหญ่เป็นปรากฏการณ์ทางห้องปฏิบัติการสำหรับรากที่ปลูกในอากาศชื้นแทนดิน

ความสำคัญทางนิเวศวิทยาของมันในรากที่ปลูกในดินนั้นไม่ชัดเจนเนื่องจากการวิจัยของ hydrotropism เพียงเล็กน้อยได้ตรวจสอบรากที่ปลูกในดิน

การระบุล่าสุดของพืชกลายพันธุ์ที่ไม่มีการตอบสนองแบบไฮโดรโทรปิกช่วยอธิบายบทบาทของมันในธรรมชาติ

Hydrotropism อาจมีความสำคัญสำหรับพืชที่ปลูกในพื้นที่ซึ่งอาจทำให้รากอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำหนักเบา

จริงๆแล้วการตอบสนองต่อการเจริญเติบโตของพืชไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะศึกษา การทดลองดังกล่าวดำเนินการในห้องปฏิบัติการและไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

อย่างไรก็ตามมีการเรียนรู้มากขึ้นเกี่ยวกับลักษณะที่ซับซ้อนของกระบวนการเจริญเติบโตของพืช

พืชที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการศึกษาผลกระทบนี้คือ: พืชถั่ว ( Pisum sativum ), ต้นข้าวโพด ( Zea mays ) และทาร์ตของทะเล ( Arabidopsis thaliana )

อีกวิธีหนึ่งในการศึกษา hydrotropism คือการใช้เครื่องมือในการเปลี่ยนทิศทางของเวกเตอร์ของแรงโน้มถ่วงที่ได้รับจากพืช

แม้ว่ามันจะเป็นไปไม่ได้ที่จะกำจัดผลกระทบของแรงโน้มถ่วงบนโลกมีเครื่องจักรที่หมุนพืชรอบแกนหรือในบางกรณีในสามมิติเพื่อพยายามแก้ผลกระทบของแรงโน้มถ่วงซึ่งเรียกว่าเครื่องกำหนดตำแหน่ง สุ่ม

ในความเป็นจริง hydrotropism ในรากนั้นชัดเจนมากขึ้นเมื่อปลูกถั่วและแตงกวาในเครื่องเหล่านี้

วิธีการศึกษาที่น่าสนใจยิ่งกว่าคือการใช้สภาวะไร้น้ำหนักในระหว่างการบินอวกาศ

ความคิดก็คือว่าในกรณีที่ไม่มีแรงโน้มถ่วงสำคัญการตอบสนองแรงโน้มถ่วงที่เด่นชัดของรากจะถูกปฏิเสธได้อย่างมีประสิทธิภาพดังนั้นราก tropisms อื่น ๆ (เช่น hydrotropism) กลายเป็นชัดเจนมากขึ้นเหนือแรงโน้มถ่วง นี่คือการหมุนหรือการเติบโตของพืชหรือเชื้อราในการตอบสนองต่อแรงโน้มถ่วง

อุปสรรคอีกประการหนึ่งสำหรับการศึกษา hydrotropism ก็คือความยากลำบากในการสร้างระบบที่มีการไล่ระดับความชื้นที่ทำซ้ำได้

วิธีการแบบคลาสสิกของนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมันที่ดาร์วินใช้ก็รวมไปถึงการวางเมล็ดไว้ในกระบอกสูบขี้เลื่อยเปียกซึ่งส่งผลให้รากงอกขึ้นมาก่อนจากนั้นจึงงอกขึ้นสู่พื้นผิวที่เปียก

เป็นที่น่าสังเกตว่าหนึ่งในเขตร้อนที่รู้จักกันน้อยที่สุดคือ hydrotropism การเติบโตที่มุ่งเน้นไปที่การตอบสนองต่อน้ำหรือการไล่ระดับสีของความชื้น

แม้ว่า hydrotropism ได้รับการศึกษาในรากพืชโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมันและดาร์วินในศตวรรษที่สิบเก้าการดำรงอยู่ของเขตร้อนได้ถูกสอบสวนจนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา

กระบวนการเหล่านี้จำเป็นต้องศึกษาเพิ่มเติม การศึกษาทางวิทยาศาสตร์แต่ละครั้งจะเพิ่มความเข้าใจในกลไกที่ซับซ้อนเหล่านี้